Основні поняття гнучки листового металу
При гнучці листового металу слід враховувати кілька конструкторських аспектів, пов’язаних із остаточними розмірами деталі. Перш ніж розглядати ці ключові поняття, корисно зрозуміти деякі основні терміни:
Нейтральна вісь: Уявна лінія всередині металу, яка не розтягується і не стискається під час гнучіння.
Зона розтягування: Ділянка зовнішньої частини згину, де матеріал розтягується.
Зона стискання: Ділянка всередині згину, де матеріал стискається.
Лінія згину: Пряма або крива лінія, уздовж якої відбувається згин.
Довжина фланця: Довжина плоскої ділянки, що виходить від лінії згину.
Нижче наведено основні концепції проектування та виготовлення.
Радіус згину
Радіус згину — це внутрішній радіус кривини, що утворюється під час згинання листового матеріалу. Це основний проектний параметр, який впливає на точність розмірів, міцність, форму та структурну цілісність.
Кожен матеріал і товщина мають мінімальний радіус згину — межу, нижче якої згинання неможливе без пошкодження матеріалу. Як правило, мінімальний радіус згину має бути не меншим за товщину матеріалу.
Мінімальний радіус згину (R мін ) = Товщина матеріалу (t)
Віднімання згину
Під час згинання матеріал у зоні згину розтягується, через що загальна плоска довжина деталі трохи менша за суму довжин її фланців. Віднімання згину — це величина, яку необхідно відняти від загальної розгорнутої довжини, щоб отримати бажані кінцеві розміри після згинання.
Віднімання згину = 2 × (Зовнішнє відступлення – Допуск на згин)
Точний облік віднімання згину має важливе значення для досягнення правильних довжини деталі та специфікацій. Значення віднімання залежить від типу матеріалу, товщини та радіуса згину.
Довжина гнуття
Допуск на згин — це довжина матеріалу, необхідна для утворення викривленої частини згину вздовж нейтральної осі. Коли лист гнуть, внутрішня частина стискається, а зовнішня розтягується, проте нейтральна вісь залишається постійної довжини.
Допуск на згин враховує товщину матеріалу, кут згину, метод згинання та коефіцієнт K. Він відображає довжину дуги нейтральної осі між двома фланцями.
К-фактор
К-фактор є ключовим параметром у проектуванні листового металу, визначається як відношення зсуву нейтральної осі до товщини матеріалу. Зазвичай він коливається від 0 до 1 (на практиці часто від 0,25 до 0,5). Наприклад, К-фактор 0,3 означає, що нейтральна вісь розташована на відстані 30% товщини від внутрішньої поверхні згину.
К-фактор допомагає оцінити, наскільки матеріал розтягується або стискається, і використовується для розрахунку додатку згину. Рекомендовані значення змінюються залежно від матеріалу та радіуса згину.
Рельєф вигину
Виріз для згину — це невеликий виріз або надріз, який роблять у кінці лінії згину, щоб запобігти розриву або деформації матеріалу. Він необхідний для збереження структурної цілісності та точності розмірів, особливо коли згин не проходить по всій деталі.
Вирізи для згину не потрібні для згинів, які повністю проходять від одного краю до іншого. Їх застосовують, коли згин закінчується всередині листа, щоб уникнути концентрації напружень.
Правило проектування:
Мінімальна ширина вирізу ≥ Товщина матеріалу (t)
Мінімальна глибина вирізу ≥ t + радіус згину (R) + 0,5 мм
Пов'язане поняття — виріз у куті , що являє собою виріз на місці перетину ліній згину для отримання чистих кутів і запобігання тріщинам.
Вискок
Після зняття згинального зусилля метал частково повертається до своєї початкової форми через пружне відновлення — це явище відоме як вискок . Воно впливає на кінцевий кут і радіус згину, тому конструкції мають враховувати цей ефект для забезпечення точності.
Пружне відновлення залежить від пружних властивостей матеріалу, радіуса згину та методу згинання. Матеріали з вищою межею текучості демонструють більше пружного відновлення.
Послідовність згинання
Послідовність згинання — це порядок, у якому виконуються кілька згинів на одному аркуші. Добре спланована послідовність запобігає перешкоджанню інструментів, деформації деталі та проблемам з обробкою. Як правило, згини виконуються ззовні всередину, а простіші або більші згини робляться перед складнішими. Послідовність також має відповідати наявному інструменту та можливостям обладнання.
Напрямок зерна
Метали мають кристалічну зернисту структуру, яка утворюється внаслідок процесу виробництва (наприклад, прокатки). Орієнтація цих зерен впливає на згинання.
Щоб зменшити ризик утворення тріщин, особливо при тісних згинаннях або певних матеріалах, лінія згину повинна бути орієнтована перпендикулярно до напрямку зерна. Згинання паралельно до зерна збільшує ймовірність утворення тріщин.
